结构力学大作业矩阵位移法_第1页
结构力学大作业矩阵位移法_第2页
结构力学大作业矩阵位移法_第3页
结构力学大作业矩阵位移法_第4页
结构力学大作业矩阵位移法_第5页
已阅读5页,还剩4页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、矩阵位移法编程大作业姓名:子一、编程原理本程序的原理是基于结构力学矩阵位移法原理,以结构结点位移作基本未知量,将要分析的结构拆成已知节点力一结点力位移关系的单跨 梁集合,通过强令结构发生待定的基本未知位移,在各个单跨梁受力分 析结果的基础上通过保证结构平衡建立位移法的线性方程组,从而求得基本未知量。二、程序说明本程序是计算10个节间距的悬索-拱组合体系主塔顶节点水平位 移、主塔底截面弯矩、拱顶节点竖向位移、拱顶截面弯矩和轴力的程序。 首先将各杆件的交汇点作为结点,共有 20个结点,51个位移,然后根 据不同结构单元分别建立单元刚度矩阵,然后转换为整体坐标系下的刚度矩阵,然后将所有杆件的单元刚度

2、矩阵整合成为总体刚度矩阵,在进 行整合时连续运用for函数,最终形成51阶的总体刚度矩阵。然后通过 对荷载的分析确定出荷载矩阵,直接写进程序。这样就可以把 20个结 点的51个位移求得,然后再利用各个单元的单元刚度矩阵和所得的位 移求得单元杆件的内力。三、算法流程结束四、源代码L=input(输入单节间L :);EIc=input(主塔的抗弯刚度EIc:);EAc=input(主塔的抗压刚度EAc:);EAb=input(悬索和斜索的抗拉刚度EAb:);EAt=input(吊杆的抗拉刚度EAt:);EIa=input( 拱的抗弯刚度 EIa:);EAa=input(拱的抗压刚度 EAa:);

3、q=input(拱上沿轴向均布荷载集度q:);T1=0,1,0,0,0,0;-1,0,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,-1,0,0;0,0,0,0,0,1;吹塔的转换矩阵h=(5*L)/2;KcO=EAc/h,0,0,-EAc/h,0,0;0,12*EIc/(h*h*h),6*EIc/(h*h),0,-12*EIc/(h*h*h),6*EIc/(h*h);0,6*EIc/(h*h),4*EIc/h,0,-6*EIc/(h*h),2*EIc/h;-EAc/h,0,0,EAc/h,0,0;0,-12*EIc/(h*h*h),-6*EIc/(h*h),0,

4、12*EIc/(h*h*h),-6*EIc/(h*h);0,6*EIc/(h*h),2*EIc/h,0,-6*EIc/(h*h),4*EIc/h;江塔的单元刚度矩阵x=atan(2*L/h);T2=cos(x),sin(x),0,0;-sin(x),cos(x),0,0;0,0,cos(x),sin(x);0,0,-sin(x),cos(x);y=-atan(2*L/h);T21=cos(y),sin(y),0,0;-sin(y),cos(y),0,0;0,0,cos(y),sin(y);0,0,-sin(y),cos(y);%斗索的转换矩阵s1=sqrt(2*L*2*L+h*h);KbO1=

5、(EAb/s1)*1 0 -1 0;0 0 0 0;-1 0 1 0;0 0 0 0;%斜索的单元刚度矩阵f2(1)=5*L/2;f2(2)=58*L/25;f2(3)=109*L/50;f(4)=52*L/25;f2(5)=101*L/50;f2(6)=2*L;f2(7)=101*L/50;f2(8)=52*L/25;f2(9)=109*L/50;f2(10)=58*L/25;f2(11)=5*L/2;y=zeros(10,1);for i=1:10y(i)=atan(f2(i+1)-f2(i)/L);endT3=zeros(4,40);for i=1:10T3(1:4,4*i-3:4*i)

6、=cos(y(i),sin(y(i),0,0;-sin(y(i),cos(y(i),0,0;0,0,cos(y(i),sin(y(i);0,0,-sin(y(i),cos(y(i);end %悬索的转换矩阵s2=zeros(10,1);for i=1:10s2(i)=sqrt(f2(i+1)-f2(i)A2+LA2);endKbO2=zeros(4,40);for i=1:10KbO2(1:4,4*i-3:4*i)=(EAb/s2(i)*1 0 -1 0;0 0 0 0;-1 0 1 0;0 0 0 0;end %悬索的单元刚度矩阵f1(1)=0;f1(2)=9*L/20;f1(3)=4*L/

7、5;f1(4)=21*L/20;f1(5)=6*L/5;f1(6)=5*L/4;f1(7)=6*L/5;f1(8)=21*L/20;f1(9)=4*L/5;f1(10)=9*L/20;f1(11)=0;z=zeros(10,1);for i=1:10z(i)=atan(f1(i+1)-f1(i)/L);endT4=zeros(6,60);for i=1:10T4(6*i-5:6*i,6*i-5:6*i)=cos(z(i),sin(z(i),0,0,0,0;-sin(z(i),cos(z(i),0,0,0,0;0,0,1,0,0,0;0,0,0,cos(z(i),sin(z(i),0;0,0,0

8、,-sin(z(i),cos(z(i),0;0,0,0,0,0,1;end %拱的转换矩阵s3=zeros(10,1);for i=1:10s3(i)=sqrt(f1(i+1)-f1(i)A2+LA2);endKaO=zeros(6,60);for i=1:10KaO(1:6,6*i-5:6*i)=EAa/s3(i) 0 0 -EAa/s3(i) 0 0;0 12*EIa/(s3(i)*s3(i)*s3(i) 6*EIa/(s3(i)*s3(i) 0 -12*EIa/(s3(i)*s3(i)*s3(i) 6*EIa/(s3(i)*s3(i);0 6*EIa/(s3(i)*s3(i) 4*EIa

9、/s3(i) 0 -6*EIa/(s3(i)*s3(i) 2*EIa/s3(i);-EAa/s3(i) 0 0 EAa/s3(i) 0 0;0 -12*EIa/(s3(i)*s3(i)*s3(i) -6*EIa/(s3(i)*s3(i) 012*EIa/(s3(i)*s3(i)*s3(i) -6*EIa/(s3(i)*s3(i);0 6*EIa/(s3(i)*s3(i) 2*EIa/s3(i) 0 -6*EIa/(s3(i)*s3(i) 4*EIa/s3(i);end %拱的单元刚度矩阵T5=0 1 0 0;-1 0 0 0;0 0 0 1;0 0 -1 0;%吊杆的转换矩阵s4=zeros(

10、9,1);for i=1:9s4(i)=f2(i+1)-f1(i+1);endKtO=zeros(4,36);for i=1:9KtO(1:4,4*i-3:4*i)=(EAt/s4(i)*1 0 -1 0;0 0 0 0;-1 0 1 0;0 0 0 0;end %吊杆的单元刚度矩阵Kc=T1*KcO*T1;%总体坐标下主塔的单元刚度矩阵Kb1=T2*KbO1*T2;Kb11=T21*KbO1*T21;%总体坐标下斜索的单元刚度矩阵Kb2=zeros(4,40);for i=1:10T3O=T3(1:4,4*i-3:4*i);Kb2(1:4,4*i-3:4*i)=T3O*KbO2(1:4,4*

11、i-3:4*i)*T3O;end %总体坐标下悬索的单元刚度矩阵Ka=zeros(6,60);for i=1:10T4O=T4(6*i-5:6*i,6*i-5:6*i);Ka(1:6,6*i-5:6*i)=T4O*KaO(1:6,6*i-5:6*i)*T4O;end %总体坐标下拱的单元刚度矩阵Kt=zeros(4,36);for i=1:9KtOO=KtO(1:4,4*i-3:4*i);Kt(1:4,4*i-3:4*i)=T5*KtOO*T5;end %总体坐标下吊杆的单元刚度矩阵%定义51阶0矩阵K1=zeros(51,51);K2=zeros(51,51);K3=zeros(51,51)

12、;K4=zeros(51,51);K5=zero s(51,51);X=zeros(51,51);Y=zeros(51,51);Z=zeros(51,51);咐巴主塔整合到整体刚度矩阵中:K1(1:3,1:3)=KcO(4:6,4:6);K1(22:24,22:24)=KcO(4:6,4:6);引巴斜索整合到整体刚度矩阵中:K2(1:2,1:2)=Kb1(3:4,3:4);K2(22:23,22:23)=Kb11(1:2,1:2);引巴悬索整合到整彳刚度矩阵中:K3(1:2,1:2)=KbO2(1:2,1:2);K3(1:2,4:5)=KbO2(1:2,3:4);for i=2:10X(2*i

13、:2*i+3,2*i:2*i+3)=KbO2(1:4,4*i-3:4*i);K3=K3+X;end引巴拱整合到整体刚度矩阵中:K4(25:27,25:27)=KaO(4:6,4:6);K4(49:51,49:51)=KaO(1:3,55:57);for i=2:9Y(3*i+19:3*i+24,3*i+19:3*i+24)=KaO(1:6,6*i-5:6*i);K4=K4+Y;end咐巴吊杆整合到整体刚度矩阵中:for i=1:9Z(2*i+2:2*i+3,2*i+2:2*i+3)=KtO(1:2,1:2);Z(2*i+2:2*i+3,3*i+22:3*i+23)=KtO(1:2,3:4);Z

14、(3*i+22:3*i+23,2*i+2:2*i+3)=KtO(3:4,1:2);Z(3*i+22:3*i+23,3*i+22:3*i+23)=KtO(3:4,3:4);K5=K5+Z;endK=K1+K2+K3+K4+K5;%荷载矩阵:P=zeros(51,1);P(26,1)=-q*L/(2*cos(s3(1);P(27,1)=q*L*L/(12*cos(s3(1);P(50,1)=-q*L/(2*cos(s3(10);P(51,1)=-q*L*L/(12*cos(s3(10);for i=2:9P0=zeros(51,1);P0(3*i+20,1)=-q*L/(2*cos(s3(i);P

15、0(3*i+21,1)=-q*L*L/(12*cos(s3(i);P0(3*i+23,1)=-q*L/(2*cos(s3(i);P0(3*i+24,1)=q*L*L/(12*cos(s3(i);P=P+P0;endA=KP; %吉构的位移%主塔底截面的弯矩:Ac(4:6,1)=A(1:3,1);Bc=KcO*Ac;Mc=Bc(3,1);%拱顶截面的弯矩和轴力:Aa=A(34:39,1);KaO17=KaO(1:6,25:30);Ba=KaO17*Aa;Ma=Ba(6,1);Fa=Ba(4,1);%输出结果fprintf( 主塔顶结点的水平位移 %fn ,A(1,1);fprintf(主塔底截面的弯矩 %fn ,Mc);fprintf(拱顶结点的竖向位

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论